RU2255694C2

RU2255694C2 - Apparatus for restoring biomechanical axis of extremity

Info

Publication number: RU2255694C2
Application number: RU2003105540/14A
Authority: RU
Inventors: А.П. Скворцов (RU); А.П. Скворцов
Original assignee: Научно-исследовательский центр Татарстана "Восстановительная травматология и ортопедия" (НИЦТ "ВТО")
Priority date: 2003-02-19
Filing date: 2003-02-19
Publication date: 2005-07-10

Abstract

FIELD: medical engineering.

SUBSTANCE: device has proximal and distal ring-shaped support members connected to each other by means of threaded rods fixed in proximal ring-shaped support member. A pair of T-shaped threaded uprights is mounted on the distal ring-shaped support member in diametrically opposite points along one axis allowing axial displacements and fixation to take place. Cut bushings are movably and fixably mounted on smooth uprights cross-members. The bushings are connected to the rods and a pair of U-shaped uprights having threaded cross-bars are diametrically movably mounted along parallel axes and fixable on pedicles and bushings mounted on the uprights and fixable with nuts. The bushings are pivotally connected to the rods. Axes of all hinges are arranged on distal rod ends in parallel to each other in the same plane.

EFFECT: avoided bone deformities.

9 dwg

Description

Изобретение относится к медицине, а именно к детской ортопедии, и предназначено для коррекции варусных или вальгусных околосуставных деформаций костей конечностей в области коленного сустава с восстановлением биомеханической оси конечности.The invention relates to medicine, namely to pediatric orthopedics, and is intended for the correction of varus or valgus periarticular deformities of limb bones in the knee joint with restoration of the biomechanical axis of the limb.

Наиболее часто варусные или вальгусные деформации конечностей возникают на уровне коленного сустава. Обычно они являются следствием повреждения наружных или внутренних частей метаэпифизарных ростковых зон. В настоящее время коррекция деформаций производится компрессионно-дистракционным методом путем использования аппарата Илизарова. Устранение деформации осуществляют путем выращивания клиновидного регенерата за счет опережающей дистракции на вогнутой стороне деформации. Для этого используют различные компрессионно-дистракционные аппараты и их многочисленные модификации, но чаще прочих устройств ортопеды-травматологи используют классический аппарат Илизарова (1), который принят нами за прототип как наиболее близкий по своему техническому решению к заявляемому. Однако при описанном выше способе устранения деформации костей не удается полностью восстановить биомеханическую ось конечности: при коррекции варусной деформации дистальный отдел сегмента конечности смещается кнутри (Фиг.7, 8 A-A₁), вызывая перегрузку внутреннего мыщелка бедренной кости, что является причиной развития ранних артрозов коленного сустава. Это ведет к ранней инвалидности у данной категории больных. При коррекции вальгусных деформаций области коленного сустава аналогичные изменения происходят с наружным мыщелком бедренной кости.Most often, varus or hallux valgus deformities occur at the level of the knee joint. Usually they are the result of damage to the outer or inner parts of the metaepiphyseal germinal zones. Currently, deformation correction is performed by compression-distraction method using the Ilizarov apparatus. Elimination of deformation is carried out by growing a wedge-shaped regenerate due to advanced distraction on the concave side of the deformation. To do this, use various compression and distraction devices and their numerous modifications, but more often than other devices, orthopedic traumatologists use the classic Ilizarov apparatus (1), which we adopted as the prototype closest in technical solution to the claimed one. However, with the method for eliminating bone deformation described above, it is not possible to completely restore the biomechanical axis of the limb: during correction of varus deformity, the distal segment of the limb segment is shifted inward (Fig. 7, 8 AA ₁ ), causing overload of the internal condyle of the femur, which causes the development of early arthrosis of the knee the joint. This leads to early disability in this category of patients. When correcting valgus deformities of the knee joint, similar changes occur with the external condyle of the femur.

Это пытаются устранять путем перемещения остеотомированных фрагментов кости с целью восстановления биомеханической оси конечности и нормализации нагрузки на мыщелки бедра и голени (Фиг.9). На практике это производится путем установки и частой смены на дистальном кольце разномерных выносных планок с отверстиями или прорезями (2) с закреплением на них шарниров. Однако данный способ трудоемок, травматичен, он не позволяет проводить постепенное восстановление биомеханической оси конечности, так как при этом необходимо ослабление гаек, фиксирующих шарниры и их ручное дискретное перемещение. Все это отрицательно сказывается на процессе формирования костного регенерата и удлиняет сроки лечения больного.They are trying to eliminate this by moving osteotomized bone fragments in order to restore the biomechanical axis of the limb and normalize the load on the condyles of the thigh and lower leg (Figure 9). In practice, this is done by installing and frequently changing on the distal ring of multidimensional extension strips with holes or slots (2) with hinges attached to them. However, this method is time-consuming, traumatic, it does not allow a gradual restoration of the biomechanical axis of the limb, since this requires loosening the nuts that fix the hinges and their manual discrete movement. All this negatively affects the process of formation of bone regenerate and lengthens the treatment of the patient.

Известен “Компрессионно-дистракционный аппарат” (3), близкий по своему техническому решению к заявляемому, содержащий опоры, связанные резьбовыми штангами с шарнирами в дистальных отделах, и выносные узлы. Однако данное устройство обеспечивает возможность устранения поперечного смещения костных отломков только на уровне диафиза.The well-known “Compression-distraction apparatus” (3), which is close in its technical solution to the claimed one, contains supports connected by threaded rods with hinges in the distal sections, and external units. However, this device provides the ability to eliminate lateral displacement of bone fragments only at the level of the diaphysis.

Сущность изобретения заключается в совокупности существенных признаков, достаточных для достижения искомого технического результата, а именно, устранения деформаций костей с одновременным восстановлением биомеханической оси конечности и улучшения исходов лечения.The invention consists in a combination of essential features sufficient to achieve the desired technical result, namely, to eliminate bone deformations while restoring the biomechanical axis of the limb and improving treatment outcomes.

Эта сущность заключается в том, что аппарат для восстановления биомеханической оси конечности содержит проксимальную и дистальную кольцевые опоры, связанные резьбовыми штангами, закрепленными неподвижно в проксимальной кольцевой опоре. На дистальной кольцевой опоре установлены во фронтальной плоскости диаметрально и по одной оси с возможностью осевых перемещений и фиксации пара Т-образных резьбовых стоек. На гладких поперечинах этих стоек установлены с возможностью перемещений по ним и фиксации разрезные втулки, шарнирно связанные со штангами. Диаметрально по параллельным осям - с возможностью перемещений и фиксации на ножках установлена пара П-образных стоек, имеющих резьбовые перемычки, и установленные на последних с возможностью перемещений и фиксации гайки втулки, шарнирно связанные со штангами. Оси всех шарниров расположены на дистальных концах штанг в одной плоскости и параллельно.This essence lies in the fact that the apparatus for restoring the biomechanical axis of a limb contains proximal and distal ring supports connected by threaded rods fixed motionless in the proximal ring support. On the distal annular support are installed in the frontal plane diametrically and along one axis with the possibility of axial movements and fixing a pair of T-shaped threaded posts. On the smooth cross members of these struts, split sleeves pivotally connected to the rods are mounted with the possibility of movement along them and fixing. Diametrically along parallel axes - with the possibility of movement and fixing on the legs, a pair of U-shaped posts with threaded jumpers is installed, and the sleeve nuts mounted on the latter with the possibility of movement and fixing are pivotally connected to the rods. The axes of all hinges are located at the distal ends of the rods in the same plane and in parallel.

Размещение Т-образных резьбовых стоек, связанных резьбовыми штангами с проксимальной кольцевой опорой и неподвижно в ней закрепленных, с помощью гаек на дистальной кольцевой опоре во фронтальной плоскости диаметрально и по одной оси, позволяет плавно и без усилий перемещать по гладким поперечинам разрезные втулки в заданной плоскости, устраняя деформацию кости смещением дистального фрагмента сегмента конечности.The placement of T-shaped threaded racks connected by threaded rods to the proximal annular support and fixedly fixed in it, with the help of nuts on the distal annular support in the frontal plane diametrically and along one axis, allows you to smoothly and effortlessly move the split sleeves in a given plane along smooth crossbars , eliminating bone deformation by displacement of a distal fragment of a limb segment.

Выполнение разрезных втулок как частей шарниров, соединяющих дистальные концы резьбовых штанг, неподвижно закрепленных в проксимальной кольцевой опоре, с поперечинами Т-образных стоек, установленными на дистальной кольцевой опоре, позволяет обеспечить возможность постепенной коррекции деформации сегмента конечности. Одновременно происходит восстановление биомеханической оси конечности.The execution of split sleeves as parts of the hinges connecting the distal ends of the threaded rods, fixedly mounted in the proximal annular support, with the cross members of the T-shaped racks mounted on the distal annular support, allows the gradual correction of deformation of the limb segment. At the same time, the biomechanical axis of the limb is restored.

Диаметральное расположение на кольцевой опоре другой пары стоек П-образной формы с установленными на их резьбовых горизонтальных перемычках втулками позволяет передавать дистракционное усилие строго вдоль их перемычек, что обеспечивает перемещение дистального фрагмента кости по отношению к проксимальному при вращении гаек по поперечине П-образных стоек.The diametrical arrangement on the annular support of another pair of U-shaped struts with bushings mounted on their threaded horizontal bridges allows the distraction force to be transmitted strictly along their bridges, which ensures the movement of the distal bone fragment relative to the proximal one when the nuts rotate along the cross-section of the U-shaped struts.

Расположение осей всех четырех шарниров в одной плоскости при их параллельности между собой обеспечивает передачу усилия без изгиба дистракционных штанг и, следовательно, без искажения угла закоса базовых колец. Это позволяет достичь восстановления биомеханической оси сегмента конечности после произведенной остеотомии с одновременной коррекцией околосуставной деформации.The location of the axes of all four hinges in the same plane when they are parallel to each other ensures the transfer of force without bending the distraction rods and, therefore, without distorting the angle of slope of the base rings. This allows you to achieve the restoration of the biomechanical axis of the limb segment after osteotomy with simultaneous correction of periarticular deformity.

Общий вид аппарата для восстановления биомеханической оси конечности, наложенный на дистальный отдел бедра, представлен: на Фиг.1 – до коррекции деформации кости и восстановления биомеханической оси конечности, на Фиг.2 - после коррекции деформации, на Фиг.3 - после восстановления биомеханической оси конечности.A general view of the apparatus for restoring the biomechanical axis of the limb superimposed on the distal femur is presented: in Fig. 1 - before the correction of bone deformation and restoration of the biomechanical axis of the limb, in Fig. 2 - after correction of deformation, in Fig. 3 - after restoration of the biomechanical axis limbs.

На Фиг.4, Фиг.5, Фиг.6 представлены детали аппарата для восстановления биомеханической оси конечности: на Фиг.4 - Т-образная стойка с разрезной втулкой; на Фиг.5 изображена разрезная втулка; на Фиг.6 изображена П-образная стойка с передвижной втулкой и гайками. На Фиг.7 представлена скиаграмма рентгеновского снимка при варусной деформации бедренной кости на уровне коленного сустава. На Фиг.8 скиаграмма рентгеновского снимка того же больного после устранения варусной деформации. На Фиг.9 скиаграмма снимка после восстановления биомеханической оси конечности.In Fig.4, Fig.5, Fig.6 presents the details of the apparatus for restoring the biomechanical axis of the limb: Fig.4 - T-shaped rack with a split sleeve; figure 5 shows a split sleeve; figure 6 shows a U-shaped rack with a movable sleeve and nuts. Figure 7 presents the x-ray x-ray diagram for varus deformity of the femur at the level of the knee joint. In Fig.8, the x-ray diagram of the same patient after elimination of varus deformity. In Fig.9, the skiagram of the image after the restoration of the biomechanical axis of the limb.

Аппарат содержит проксимальную 1 и дистальную (подвижную) 2 кольцевые опоры, соединенные резьбовыми штангами 3 и 13, оснащенные в дистальных отделах шарнирами. На дистальной кольцевой опоре 2 диаметрально и по одной оси закреплены с помощью гаек 4 Т-образные резьбовые стойки 5, на гладких поперечинах 6 которых установлены, с возможностью перемещений по ним, разрезные втулки 7, составляющие шарниры с дистальными концами штанг 3.The apparatus contains proximal 1 and distal (movable) 2 ring supports connected by threaded rods 3 and 13, equipped with hinges in the distal sections. On the distal annular support 2, T-shaped threaded posts 5 are diametrically and on the same axis fixed with nuts 4, on the smooth cross members 6 of which are installed, with the possibility of movement along them, split sleeves 7, which make hinges with the distal ends of the rods 3.

Перпендикулярно оси установленных Т-образных стоек 5 на той же кольцевой опоре 2 диаметрально размещены и закреплены гайками 8 пара П-образных стоек 9 с резьбой на горизонтальных перемычках 10. На П-образных стойках установлены втулки 11 с возможностью перемещений их по перемычкам 10 с помощью гаек 12. Втулки 11 связаны шарнирно с парой штанг 13. При этом оси всех четырех шарниров расположены в одной плоскости и параллельны между собой.Perpendicular to the axis of the installed T-shaped struts 5 on the same annular support 2 are diametrically placed and secured with nuts 8 of a pair of U-shaped struts 9 threaded on the horizontal jumpers 10. On the U-shaped struts mounted bushings 11 with the ability to move them along the jumpers 10 using nuts 12. The bushings 11 are pivotally connected to a pair of rods 13. In this case, the axes of all four hinges are located in the same plane and are parallel to each other.

Аппарат используют следующим образом (на примере устранения варусной деформаций бедра).The device is used as follows (on the example of eliminating varus deformities of the thigh).

Проксимальное кольцо 1 накладывают на верхнюю треть бедра строго перпендикулярно ее оси. Дистальную (подвижную) кольцевую опору 2 аппарата монтируют на дистальном метафизе так, чтобы плоскость кольцевой опоры 2 была параллельна щели деформированного коленного сустава. Таким образом, плоскости кольцевых опор располагаются под углом друг к другу. Кольцевые опоры 1 и 2 соединяют между собой с помощью пар резьбовых штанг 3 и 13. Резьбовые штанги 3 и 13 имеют шарниры со стороны подвижной кольцевой опоры 2. На кольцевой опоре 2, соблюдая параллельность штанг 3, с помощью гаек 4 устанавливают во фронтальной плоскости две Т-образных стойки 5. В сагиттальной - пару П-образных стоек 9, регулируя их положение гайками 8. Закрепляют на перемычках 10 стоек 9 втулки 11 гайками 12, ориентируя штанги 13 параллельно штангам 3, добиваясь с помощью гаек 4 и 8 расположения осей всех 4-х шарниров в одной плоскости.The proximal ring 1 is applied to the upper third of the thigh strictly perpendicular to its axis. The distal (movable) annular support 2 of the apparatus is mounted on the distal metaphysis so that the plane of the annular support 2 is parallel to the slit of the deformed knee joint. Thus, the planes of the ring supports are arranged at an angle to each other. Ring supports 1 and 2 are interconnected using pairs of threaded rods 3 and 13. The threaded rods 3 and 13 have hinges on the side of the movable ring support 2. On the ring support 2, observing the parallelism of the rods 3, with the help of nuts 4, two are installed in the frontal plane T-shaped racks 5. In the sagittal column, a pair of U-shaped racks 9, adjusting their position with nuts 8. Fasten on the jumpers 10 racks 9 of the sleeve 11 with nuts 12, orienting the rods 13 parallel to the rods 3, achieving the location of all axes with nuts 4 and 8 4 hinges in one plane.

Далее осуществляют остеотомию, на уровне вершины деформации производят дистракцию с выращиванием клиновидного костного регенерата, изменяя величины резьбовых штанг 3 с опережением по вогнутой стороне деформации. Одновременно с этим вращением гаек 12 по П-образным стойкам 9 перемещают втулки 11 по перемычкам 10. При этом разрезные втулки 7 самопроизвольно перемещаются по гладким поперечинам 6 Т-образных резьбовых стоек 5. Скорость вращения гаек обычная, темпом оборота гайки четыре раза в день. При необходимости удлинения сегмента конечности продолжают формирование регенерата путем равномерного разведения кольцевых опор 1, 2. После периода стабилизации и "созревания" дистракционного регенерата аппарат демонтируют. Проводят физиомеханотерапию.Then an osteotomy is carried out, at the level of the deformation apex, distraction is performed with the growth of a wedge-shaped bone regenerate, changing the values of the threaded rods 3 ahead of the concave side of the deformation. Simultaneously with this rotation of the nuts 12 along the U-shaped posts 9, the bushings 11 are moved along the jumpers 10. At the same time, the split sleeves 7 spontaneously move along the smooth crossbars 6 of the T-shaped threaded posts 5. The rotation speed of the nuts is normal, the nut rotates four times a day. If it is necessary to lengthen the limb segment, regeneration continues to be formed by uniformly diluting the annular supports 1, 2. After a period of stabilization and “maturing” of the distraction regenerate, the apparatus is dismantled. Physiomechanotherapy is carried out.

Источники информацииSources of information

1. Комплект компрессионно-дистракционных аппаратов Г.А.Илизарова для верхних конечностей, голени, бедра (КДГ-1А, КДГ-2А, КДГ-3А, КДГ-4А, КДБ-1А, КДБ-2А). Паспорт. А.101.00.00. П.С. (Инструкция по эксплуатации и техническое описание). Гудермес. - 1991.1. A set of compression and distraction apparatus G.A. Ilizarov for the upper limbs, lower leg, thigh (KDG-1A, KDG-2A, KDG-3A, KDG-4A, KDB-1A, KDB-2A). Passport. A.101.00.00. P.S. (Instruction manual and technical description). Gudermes. - 1991.

2. А.А.Девятов “Чрескостный остесинтез” Кишинев, 1990, с.33, рис.13.2. A.A. Devyatov “Transosseous osteosynthesis” Chisinau, 1990, p. 33, fig. 13.

3. А.С. СССР №850058, А 61 В 17/18, Б.И.№28, 1981 г.3. A.S. USSR No. 850058, A 61 B 17/18, B.I. No. 28, 1981

Claims

Apparatus for restoring the biomechanical axis of a limb, comprising a proximal and distal annular supports connected by threaded rods fixed motionless in the proximal annular support, characterized in that the distal annular support is installed: in the frontal plane diametrically and along one axis with the possibility of axial movements and fixation of steam T-shaped threaded posts, on the smooth crossbars of which are installed with the possibility of movement along them and fixing split sleeves, pivotally connected with rods, diametrically along parallel axes - with the possibility of movement and fixation on the legs-pair of U-shaped struts having threaded jumpers, and mounted on the latter with the possibility of movement and fixing with nuts the bushings pivotally connected to the rods, while the axes of all hinges are located at the distal ends of the rods in one plane and in parallel.